淺談大面積土方開挖過(guò)程中土石方平衡的方法

丁江龍

【摘要】土石方平衡在以開挖為主的工程中占有相當(dāng)重要的位置，主要從數(shù)據(jù)采集到內(nèi)業(yè)計(jì)算再到最終得出結(jié)算量這一流程上進(jìn)行過(guò)程控制，在這個(gè)過(guò)程中，每一項(xiàng)工作都要做到扎實(shí)可靠，這是保證土石方工程量平衡的基礎(chǔ)和根本方法。

【關(guān)鍵字】數(shù)據(jù)采集；土石方平衡；開挖施工

1、數(shù)據(jù)的采集

1.1 人員組織

數(shù)據(jù)的采集是土石方計(jì)算的重要環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)采集的精度直接關(guān)系到工程量計(jì)算的準(zhǔn)確度。數(shù)據(jù)采集應(yīng)有一名熟悉工程量計(jì)算的測(cè)量技術(shù)骨干外加若干個(gè)跑棱鏡的司尺員組成，由技術(shù)骨干在測(cè)站負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，帶班班長(zhǎng)帶領(lǐng)若干司尺員在前視跑尺，這樣可以在工作過(guò)程中隨時(shí)對(duì)司尺員進(jìn)行指導(dǎo)。

1.2 采集要點(diǎn)

數(shù)據(jù)采集要本著先整體后局部最后碎步的原則進(jìn)行。在實(shí)際工作中，地形條件往往不平整，通常是地形崎嶇復(fù)雜，并且還帶有一定的坡度。按照數(shù)據(jù)采集的原則，必須先對(duì)特征點(diǎn)位進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后再對(duì)一般點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

1.3 數(shù)據(jù)移交

數(shù)據(jù)采集完畢，要注意及時(shí)將數(shù)據(jù)移交給內(nèi)業(yè)人員。在移交過(guò)程中，嚴(yán)格遵守移交手續(xù)，將外業(yè)數(shù)據(jù)點(diǎn)位展放在繪圖軟件上，向工程量計(jì)算人員詳細(xì)介紹實(shí)測(cè)地形相關(guān)情況，及相關(guān)注意事項(xiàng)，移交完畢，應(yīng)有內(nèi)業(yè)計(jì)算負(fù)責(zé)人員簽字確認(rèn)，外業(yè)數(shù)據(jù)采集工作才算是告一段落。

1.4 數(shù)據(jù)采集中的工作技巧

在外業(yè)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，由于受地形制約，某些點(diǎn)位難免會(huì)測(cè)不到。如果對(duì)這些點(diǎn)重新架設(shè)儀器，勢(shì)必會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間。對(duì)此通?？梢韵扔娩摮吡恳幌略擖c(diǎn)距棱鏡頭的實(shí)際距離，然后通過(guò)懸空棱鏡在測(cè)站更改棱鏡高的辦法來(lái)測(cè)測(cè)取改點(diǎn)數(shù)據(jù)，這樣既不影響精度又節(jié)省了時(shí)間。還有一些點(diǎn)位，通過(guò)更改棱鏡高的辦法也無(wú)法測(cè)到，可以測(cè)取與待測(cè)點(diǎn)高程相似的其他點(diǎn)位的高程和待測(cè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)，在觀測(cè)手簿上做好標(biāo)記，向內(nèi)業(yè)人員交代清楚，這樣也可以在不影響精度的條件下節(jié)省不少時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。

2、平衡計(jì)算

2.1 展點(diǎn)、修改三角網(wǎng)、生成等高線

內(nèi)業(yè)人員在收到外業(yè)數(shù)據(jù)之后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)將外業(yè)數(shù)據(jù)展放到繪圖軟件上。以CASS7.0為例，介紹土方計(jì)算的相關(guān)技巧。內(nèi)業(yè)人員將點(diǎn)位展放在繪圖軟件上后，首先粗略建立DTM，生成等高線，檢查有沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量明顯測(cè)錯(cuò)的點(diǎn)位和相應(yīng)的高程，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)向測(cè)量人員詢問(wèn)，及早解決。將粗糙的、易于觀察的毛病糾正過(guò)來(lái)之后，再在圖上重新建立DTM，構(gòu)建三角網(wǎng)，生成等高線。

三角網(wǎng)的修改標(biāo)準(zhǔn)是使等高線圓滑、無(wú)明顯的折點(diǎn)。三角形的長(zhǎng)邊應(yīng)該是和等高線平行的，這也是在作圖過(guò)程中的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)遇見特殊地形時(shí)，如坡腳或是坡頂，可以用地形線把特殊地形上同一類型的點(diǎn)連接起來(lái)，可以避免修改三角形的繁瑣，提高工作效率。三角網(wǎng)的修改往往是參照生成的等高線來(lái)進(jìn)行的，在修改三角網(wǎng)的過(guò)程中，會(huì)反復(fù)的邊修改三角網(wǎng)，邊生成等高線，觀察修改的三角網(wǎng)是不是符合生成的等高線要求。在這一過(guò)程中，每修改一次三角網(wǎng)，及時(shí)將“修改結(jié)果存盤”，使修改后的三角網(wǎng)與等高線的生成同步。

2.2 繪制斷面圖

在南方CASS7.0里面，繪制斷面圖的方法有四種：由已知點(diǎn)坐標(biāo)生成、根據(jù)里程文件、根據(jù)等高線、根據(jù)三角網(wǎng)。根據(jù)已知點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)繪制斷面圖，由于受地形條件的限制，計(jì)算出來(lái)的工程量和其他三種方法比起來(lái)精度最低。根據(jù)里程文件生成的斷面線是批量生成的，其精度也不高，即使采取相關(guān)措施，不批量生成，工作量要加大很多。因此在大面積土方開挖的過(guò)程中，通常采用根據(jù)等高線和根據(jù)三角網(wǎng)來(lái)進(jìn)行。由于等高線的生成是隨著三角網(wǎng)的變化而變化的，所以根據(jù)三角網(wǎng)生成斷面圖是相對(duì)比較精確的生成斷面圖的方法。

根據(jù)三角網(wǎng)繪制斷面線的依據(jù)就是斷面線和三角網(wǎng)之間有交點(diǎn)，可以根據(jù)交點(diǎn)高程和交點(diǎn)到中心線之間距離對(duì)比來(lái)繪制等高線。在南方CASS7.0里面，由于有相應(yīng)的應(yīng)用程序，繪制起來(lái)就簡(jiǎn)單多了，具體如下：選擇“工程應(yīng)用/繪斷面圖/根據(jù)三角網(wǎng)”命令，命令行提示：請(qǐng)選取斷面線，這時(shí)選取需要繪制橫斷面的斷面線，屏幕上會(huì)彈出對(duì)話框，可以根據(jù)對(duì)話框提示進(jìn)行相關(guān)操作。需要說(shuō)明的是，在生成橫斷面的時(shí)候，一定要注意相關(guān)里程距中心線的距離這一要素，因?yàn)檫@在設(shè)計(jì)斷面和實(shí)測(cè)斷面相比較得出工程量這一步驟中相當(dāng)重要。

2.3 計(jì)算工程量

工程量的計(jì)算采用Excel表格和南方CASS7.0生成的斷面圖相結(jié)合，即斷面法計(jì)算工程量。在制作Excel表格時(shí)，要注意將所需要的信息全部顯示出來(lái)。（1）在Excel表格的表頭上，要將工程名稱和工程部位寫清楚。（2）要有相應(yīng)的細(xì)部樁號(hào)和與之相對(duì)應(yīng)的序號(hào)。（3）要有相應(yīng)的斷面間距以及相應(yīng)樁號(hào)的斷面面積和相鄰樁號(hào)的平均斷面面積。（4）要有相鄰兩個(gè)樁號(hào)的體積。所有相鄰兩個(gè)樁號(hào)的體積相加也就是該工作區(qū)域的總體積。

總 結(jié)

施工區(qū)域內(nèi)地形變化的多樣性和繁雜性決定了在施工過(guò)程中進(jìn)行數(shù)次有關(guān)土方工程量方面的測(cè)量的必要性。特別是在施工過(guò)程中為了控制施工進(jìn)度、預(yù)結(jié)算分部工程項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)等更需要多次進(jìn)行測(cè)量工程量方面的工作。只要有科學(xué)的工作方法和必要的工作技能，還是能夠把土石方平衡工作做好的。